一種動物軀體拉伸儀及其實現方法
【專利摘要】本發明提供了一種動物軀體拉伸儀及其實現方法，所述拉伸儀包括液晶顯示屏、控制按鍵組、設備電氣安裝前板、頭部旋轉動力組件、尾部旋轉動力組件、頭部關節支撐板、關節分離支撐板、尾部關節支撐板、軀體關節拉伸組件、尾部關節拉伸組件、設備安裝尾板、拉伸步進電機安裝板和頭部關節拉伸組件，具體實現方法為：（1）動物仰臥或俯臥的姿勢固定于支撐板上；（2）在所述控制按鍵組的操控下，利用所述頭部旋轉動力組件、尾部旋轉動力組件、頭部關節拉伸組件、軀體關節拉伸組件和/或尾部關節拉伸組件對動物軀體進行旋轉和/或拉伸運動；所述拉伸儀是一種針對動物軀干可進行360度全方位系統被動拉伸訓練的加載裝置。
【專利說明】一種動物軀體拉伸儀及其實現方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及生物力學動物實驗領域，尤其是一種動物軀體拉伸儀及其實現方法?！颈尘凹夹g】
[0002]牽張力是決定細胞形變和功能的主要因素，人體及動物體內細胞的增殖、分化、遷移、凋亡等生物學過程受到包括力學因素在內的多種環境因素的影響，在不同的張應力作用下細胞骨架的所有構件發生整體重排，從而導致細胞發生形變，細胞形狀的改變發出信息并向胞核內傳遞而導致不同結果。目前的拉伸研究主要處在細胞水平，所涉及的拉伸實驗裝置也是對于細胞等微觀結構的拉伸。然而，在體狀態下研究細胞在生理狀態下對應力的各種反應，包括體液靜壓力、流體剪切應力、電流及生化環境以及體外一系列復雜的環境，鮮有涉及。這樣，導致在體細胞拉伸研究難以進行。
[0003]目前的拉伸研究主要處在細胞水平，所涉及的拉伸實驗裝置也是對于細胞等微觀結構的拉伸。然而，在體狀態下研究細胞在生理狀態下對應力的各種反應，包括體液靜壓力、流體剪切應力、電流及生化環境以及體外一系列復雜的環境，鮮有涉及。用作探討活體模型對機械應力的各種力學反應機制，對比動物活體模型與細胞模型的研究結果的活體軀體拉伸加載裝置尚不存在。

【發明內容】

[0004]本發明所要解決的技術問題在于提供一種動物軀體拉伸儀。
[0005]本發明所要解決的另一技術問題在于提供具有上述動物軀體拉伸功能的拉伸儀的實現方法。
[0006]為解決上述技術問題，本發明的技術方案是:
[0007]一種動物軀體拉伸儀，包括液晶顯示屏、控制按鍵組、設備電氣安裝前板、頭部旋轉動力組件、尾部旋轉動力組件、頭部關節支撐板、關節分離支撐板、尾部關節支撐板、軀體關節拉伸組件、尾部關節拉伸組件、設備安裝尾板、拉伸步進電機安裝板和頭部關節拉伸組件，所述液晶顯示屏和控制按鍵組線路連接并分別設置于所述設備電氣安裝前板上，所述頭部旋轉動力組件和尾部旋轉動力組件之間設置有所述頭部關節支撐板、關節分離支撐板和尾部關節支撐板，其中，所述頭部關節支撐板設置于近頭部旋轉動力組件一側，所述尾部關節支撐板設置于近尾部旋轉動力組件一側，所述關節分離支撐板設置于所述頭部關節支撐板和尾部關節支撐板之間，該關節分離支撐板為若干個分離設置的條狀支撐板，所述每個條狀支撐板底部固定連接有軀體關節拉伸組件，所述頭部關節支撐板底部固定連接有頭部關節拉伸組件，所述尾部關節支撐板底部固定連接有尾部關節拉伸組件，所述尾部旋轉動力組件固定設置于所述設備安裝尾板上，所述頭部旋轉動力組件固定設置于所述設備電氣安裝前板上，所述軀體關節拉伸組件固定設置于所述拉伸步進電機安裝板上，所述控制按鍵組分別與所述頭部旋轉動力組件、軀體關節拉伸組件和尾部旋轉動力組件線路連接。
[0008]優選的，上述動物軀體拉伸儀，還包括設備安裝側板和設備安裝底板，所述設備安裝側板分別固定設置于所述設備電氣安裝前板和設備安裝尾板的兩側，所述設備安裝底板固定設置于所述設備電氣安裝前板和設備安裝尾板的底部，所述設備安裝側板與設備安裝底板垂直固定。
[0009]優選的，上述動物軀體拉伸儀，所述頭部關節支撐板、關節分離支撐板和尾部關節支撐板位于同一水平面上。
[0010]優選的,上述動物軀體拉伸儀,所述頭部旋轉動力組件和尾部旋轉動力組件的具體結構包括旋轉步進電機安裝板、旋轉動力軸、擺動旋轉桿、旋轉用步進電機，所述擺動旋轉桿上部與所述旋轉動力軸固定連接，所述旋轉動力軸與所述旋轉步進電機安裝板軸動連接，所述旋轉用步進電機與所述旋轉步進電機安裝板固定連接，其中，所述旋轉步進電機安裝板與所述設備電氣安裝前板或所述設備安裝尾板固定連接，所述擺動旋轉桿下部與所述頭部關節支撐板或尾部關節支撐板固定連接。[0011]優選的，上述動物軀體拉伸儀，所述頭部關節拉伸組件、軀體關節拉伸組件和尾部關節拉伸組件的具體結構包括拉伸用步進電機、導軌固定安裝板、行程絲杠、拉伸行程導軌、拉伸動力螺母臺、拉伸動力螺母臺固定板、拉伸最低行程位置開關、拉伸最高行程位置開關和關節拉伸動力傳動支撐臂，所述拉伸用步進電機與所述導軌固定安裝板固定連接，所述行程絲杠穿過所述導軌固定安裝板和拉伸動力螺母臺固定板，并分別與該導軌固定安裝板和拉伸動力螺母臺固定板活動連接，所述行程絲杠下端與所述拉伸用步進電機固定連接，該行程絲杠上端與所述拉伸動力螺母臺固定連接，所述拉伸動力螺母臺固定于所述關節拉伸動力傳動支撐臂一側，從而使關節拉伸動力傳動支撐臂隨行程絲杠進行運動，所述拉伸行程導軌分別與所述導軌固定安裝板和拉伸動力螺母臺固定板垂直固定連接，所述拉伸最低行程位置開關與所述導軌固定安裝板固定連接，所述拉伸最高行程位置開關與所述拉伸動力螺母臺固定板固定連接，所述關節拉伸動力傳動支撐臂與所述頭部關節支撐板、關節分離支撐板的條狀支撐板或尾部關節支撐板的底部固定連接。
[0012]優選的，上述動物軀體拉伸儀，所述頭部關節支撐板和關節分離支撐板上設有固定用缺口，用來滿足柔性固定需求。
[0013]優選的，上述動物軀體拉伸儀，所述柔性固定是指頭部關節支撐板和關節分離支撐板上分別設置有用于固定頭部和四肢的軟性繩類材質固定物。
[0014]優選的，上述動物軀體拉伸儀，所述關節分離支撐板的中部為用于放置動物軀體的凹面結構。
[0015]優選的，上述動物軀體拉伸儀，所述關節分離支撐板的相鄰的條狀支撐板之間采用卡扣機構進行組裝。
[0016]優選的，上述動物軀體拉伸儀，所述控制按鍵組包括智能控制核心ARM開發板和用于操控該ARM開發板的控制鍵，所述ARM開發板與所述液晶顯示屏線路連接，所述ARM開發板包括電源模塊、光電開關模塊、GPIO接口模塊、步進電機驅動器并口接口模塊、以及脈沖線驅動模塊，其中，
[0017]電源模塊，用于提供接口電路的電源；
[0018]光電開關模塊，與電源模塊線路連接，用于限定各動力組件和拉伸組件的運動位置；
[0019]GPIO接口模塊，GPIO—個端口與光電開關模塊線路連接，用于設置拉伸參數；[0020]步進電機驅動器并口接口模塊，與GPIO另一個端口線路連接，用于連接步進電機；
[0021] 脈沖線驅動模塊，與GPIO再一個端口線路連接，用于濾除干擾。
[0022]優選的，上述動物軀體拉伸儀，所述脈沖線驅動模塊包括施密特觸發器、芯片S3C2440和芯片26LS31，光電開關模塊輸出的信號通過施密特觸發器濾除尖刺干擾后，通過外部中斷EINT3、EINT4通知芯片S3C2440，并在中斷服務程序中采取保護措施，停止PWM(脈沖寬度調制)輸出，以防軀體固定器的拉伸超過限位，芯片26LS31將GPIO接口模塊輸出的脈沖分為差分脈沖信號，增強信號的抗干擾能力。
[0023]優選的，上述動物軀體拉伸儀，所述保護措施指通過WinCE6.0底層的中斷服務程序(Interrupt Service Routine, ISR)通知系統，并創建中斷服務線程(InterruptService Thread, 1ST)，在1ST中實現對該中斷的響應。
[0024]具有上述動物軀體拉伸功能的拉伸儀的實現方法，具體實現方法為:
[0025](I)動物仰臥或俯臥的姿勢固定于所述關節分離支撐板上，動物的頭部固定于所述頭部關節支撐板上，動物的尾部固定于所述尾部關節支撐板上；
[0026](2)在所述控制按鍵組的操控下，利用所述頭部旋轉動力組件、尾部旋轉動力組件、頭部關節拉伸組件、軀體關節拉伸組件和/或尾部關節拉伸組件對動物軀體進行旋轉和/或拉伸運動。
[0027]優選的，上述拉伸儀的實現方法，所述控制按鍵組的實現控制方式為:
[0028](I)ARM開發板的電源模塊通電，對ARM開發板的GPIO接口模塊的模塊信息進行開機上電初始化；
[0029](2)通過控制面板設置GPIO接口模塊的模塊信息，即對拉伸參數進行設置；
[0030](3) GPIO接口模塊保存所設置的拉伸參數，并進行計算，得到對應的設置參數；
[0031](4)打開光電開關模塊，脈沖線驅動模塊濾除干擾后，步進電機驅動器并口接口模塊接收到GPIO接口模塊傳輸的設置參數，控制步進電機提供相應的動力，通過所述頭部旋轉動力組件、尾部旋轉動力組件、頭部關節拉伸組件、軀體關節拉伸組件和/或尾部關節拉伸組件帶動相應支撐板進行旋轉和/或拉伸運動，時時拉伸參數通過液晶顯示屏進行顯示，直至拉伸完成，等待下次拉伸設置。
[0032]優選的，上述拉伸儀的實現方法，所述拉伸參數包括拉伸的幅度、時間長度、頻率等生物力學相關的參數。
[0033]本發明的有益效果是:
[0034]上述動物軀體拉伸儀，是一種針對動物軀干可進行360度全方位系統被動拉伸訓練的加載裝置，動力采用步進電機提供，能夠提供精確的控制，而智能控制的核心采用ARM控制模塊，不僅成本低廉，而且開發方便靈活，可廣泛用于研究生物力學刺激對大鼠器官、組織、細胞等的影響；該拉伸儀不僅能夠精確的確定拉伸的幅度、時間長度、頻率等生物力學相關的參數，而且拉伸角度和方式全面，并且能夠研究由于外部的軀體拉伸而對內部臟器進行拉伸的目的。
[0035]上述動物軀體拉伸儀可以在活體動物模型上進行拉伸實驗，同時能夠達到對內臟結構的力學加載，能控制拉伸量，從而能夠對拉伸等生物力學因素對機體組織、器官、細胞、甚至是超微結構水平的影響進行研究，為進一步進行生物力學拉伸的臨床應用實驗打下基礎。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0036]圖1是本發明所述動物軀體拉伸儀的結構示意圖，
[0037]圖中:1-液晶顯示屏2-控制按鍵組3-設備電氣安裝前板
[0038]4-頭部旋轉動力組件5-尾部旋轉動力組件
[0039]6-頭部關節支撐板7-關節分離支撐板
[0040]8-尾部關節支撐板9-軀體關節拉伸組件
[0041]10-尾部關節拉伸組件11-設備安裝尾板
[0042]12-拉伸步進電機安裝板13-頭部關節拉伸組件
[0043]14-設備安裝側板15-設備安裝底板；
[0044]圖2是本發明所述動物軀體拉伸儀的頭部旋轉動力組件和尾部旋轉動力組件的結構示意圖，
[0045]圖中:16_旋轉步進電機安裝板17-旋轉動力軸
[0046]18-擺動旋轉桿19-旋轉用步進電機；
[0047]圖3是本發明所述動物軀體拉伸儀的頭部關節拉伸組件、軀體關節拉伸組件和尾部關節拉伸組件的結構示意圖，
[0048]圖中:20_拉伸用步進電機21-導軌固定安裝板
[0049]22-行程絲杠23-拉伸行程導軌24-拉伸動力螺母臺
[0050]25-拉伸動力螺母臺固定板26-拉伸最低行程位置開關
[0051]27-拉伸最高行程位置開關28-關節拉伸動力傳動支撐臂；
[0052]圖4是本發明所述動物軀體拉伸儀的步進電機驅動器與ARM開發板的接口電路圖，
[0053]圖中:P1為ARM開發板引出的信號接口，包括一些具有特殊功能的引腳，如外部中斷信號EINT3、EINT4、定時器輸出T0UT0、TOUTl等，以及若干GP10，
[0054]Jl為DB25接口，用于連接伺服驅動器的控制接口，包含了伺服驅動器的脈沖輸入、A、B、Z相脈沖反饋、信號輸入INl~IN4以及信號輸出OUTl和0UT2，
[0055]U1、U2為施密特觸發器,用于對ARM輸出的光電脈沖進行濾波處理，以防信號中的尖刺噪聲對伺服電機的動作產生干擾，
[0056]U3、U4為限位光電開關，用于確定傳動軸背部擋板的位置，以防拉伸臂超過安全拉伸范圍，
[0057]U5、U6分別為26LS31與26LS32，是一種線驅動器，用于將單相脈沖轉換為差分脈沖信號或者進行相反的轉換過程；
[0058]圖5是本發明所述動物軀體拉伸儀的軀體拉伸功能實現方法流程圖。
【具體實施方式】
[0059]為了使本領域的技術人員更好的理解本發明的技術方案，下面結合附圖及【具體實施方式】對本發明所述技術方案作進一步的詳細說明。
[0060]如圖1-圖4所示，所述動物軀體拉伸儀，包括液晶顯示屏1、控制按鍵組2、設備電氣安裝前板3、頭部旋轉動力組件4、尾部旋轉動力組件5、頭部關節支撐板6、關節分離支撐板7、尾部關節支撐板8、軀體關節拉伸組件9、尾部關節拉伸組件10、設備安裝尾板11、拉伸步進電機安裝板12、頭部關節拉伸組件13、設備安裝側板14和設備安裝底板15，所述液晶顯示屏I和控制按鍵組2線路連接并分別設置于所述設備電氣安裝前板3上，所述頭部旋轉動力組件4和尾部旋轉動力組件5之間設置有所述頭部關節支撐板6、關節分離支撐板7和尾部關節支撐板8，且所述頭部關節支撐板6、關節分離支撐板7和尾部關節支撐板8位于同一水平面上，所述關節分離支撐板7的相鄰的條狀支撐板之間采用卡扣機構進行組裝，如果需要分離，則打開卡扣即可，該關節分離支撐板7的中部為用于放置動物軀體的凹面結構，所述頭部關節支撐板6和關節分離支撐板7上設有固定用缺口，用來滿足柔性固定需求，該柔性固定是指頭部關節支撐板6和關節分離支撐板7上分別設置有用于固定頭部和四肢的軟性繩類材質固定物，從而將動物的頭部和四肢穩妥固定于頭部關節支撐板6和關節分離支撐板7上，其中，所述頭部關節支撐板6設置于近頭部旋轉動力組件4 一側，所述尾部關節支撐板8設置于近尾部旋轉動力組件5 —側，所述關節分離支撐板7設置于所述頭部關節支撐板6和尾部關節支撐板8之間，該關節分離支撐板7為若干個分離設置的條狀支撐板，所述每個條狀支撐板底部固定連接有軀體關節拉伸組件9，所述關節分離支撐板7用于支撐動物軀干，并考慮仰臥和俯臥兩種姿勢，根據部位或者關節的需要將條狀支撐板進行組合或者分離，從而按照脊柱的走向對軀干部分進行劃分，如進行某一關節進行拉伸時，將某一關節部位的條狀支撐板與兩側的條狀支撐板分離，進行相應位置的牽引，所述頭部關節支撐板6底部固定連接有頭部關節拉伸組件13，所述尾部關節支撐板8底部固定連接有尾部關節拉伸組件10，所述尾部旋轉動力組件5固定設置于所述設備安裝尾板11上，所述頭部旋轉動力組件4固定設置于所述設備電氣安裝前板3上，所述軀體關節拉伸組件9固定設置于所述拉伸步進電機安裝板12上，所述控制按鍵組2分別與所述頭部旋轉動力組件4、軀體關節拉伸組件9和尾部旋轉動力組件5線路連接，所述設備安裝側板14分別固定設置于所述設備電氣安裝前板3和設備安裝尾板11的兩側，所述設備安裝底板15固定設置于所述設備電氣安裝前板3和設備安裝尾板11的底部，所述設備安裝側板14與設備安裝底板15垂直固定 ；
[0061]其中，上述動物軀體拉伸儀,所述頭部旋轉動力組件4和尾部旋轉動力組件5的具體結構包括旋轉步進電機安裝板16、旋轉動力軸17、擺動旋轉桿18、旋轉用步進電機19,所述擺動旋轉桿18上部通過六角螺母與所述旋轉動力軸17固定連接，所述旋轉動力軸17與所述旋轉步進電機安裝板16軸動連接，所述旋轉用步進電機19通過六角螺母與所述旋轉步進電機安裝板16固定連接，其中，所述旋轉步進電機安裝板16通過六角螺母與所述設備電氣安裝前板3或所述設備安裝尾板11固定連接，所述擺動旋轉桿18下部通過六角螺母與所述頭部關節支撐板6或尾部關節支撐板8固定連接；所述頭部關節拉伸組件13、軀體關節拉伸組件9和尾部關節拉伸組件10的具體結構包括拉伸用步進電機20、導軌固定安裝板21、行程絲杠22、拉伸行程導軌23、拉伸動力螺母臺24、拉伸動力螺母臺固定板25、拉伸最低行程位置開關26、拉伸最高行程位置開關27和關節拉伸動力傳動支撐臂28，所述拉伸用步進電機20通過六角螺母與所述導軌固定安裝板21固定連接，所述行程絲杠22穿過所述導軌固定安裝板21和拉伸動力螺母臺固定板25，并分別與該導軌固定安裝板21和拉伸動力螺母臺固定板25活動連接，所述行程絲杠22下端通過六角螺母與所述拉伸用步進電機20固定連接，該行程絲杠22上端與所述拉伸動力螺母臺24固定連接，所述拉伸動力螺母臺24通過六角螺母固定于所述關節拉伸動力傳動支撐臂28 —側，從而使關節拉伸動力傳動支撐臂28隨行程絲杠22進行運動，所述拉伸行程導軌23分別與所述導軌固定安裝板21和拉伸動力螺母臺固定板25垂直固定連接，所述拉伸最低行程位置開關26與所述導軌固定安裝板21固定連接，所述拉伸最高行程位置開關27與所述拉伸動力螺母臺固定板25固定連接，所述拉伸用步進電機20為關節拉伸運動的動力傳動裝置，通過該拉伸用步進電機20帶動行程絲杠22上下運動，行程絲杠22再帶動拉伸動力螺母臺24運動，由于拉伸動力螺母臺24通過六角螺母與關節拉伸動力傳動支撐臂28相連接，從而帶動關節拉伸動力傳動支撐臂28上下運動；導軌固定安裝板21通過六角螺母與拉伸行程導軌23相連接，拉伸動力螺母臺固定板25通過六角螺母固定于拉伸行程導軌23上端。拉伸最低行程位置開關26安裝在導軌固定安裝板21上，拉伸最高行程位置開關27位于拉伸動力螺母臺固定板25上，當拉伸動力螺母臺24向下運動時，其下邊界會觸發拉伸最低行程位置開關26，使行程開關的電信號發生改變，從而起到限位的作用，同理，當拉伸動力螺母臺24向上運動時，其上邊界會觸發拉伸最高行程位置開關27，使行程開關的電信號發生改變，從而起到限位的作用，從而起到對關節拉伸動力傳動支撐臂28有效的限位作用，拉伸動力螺母臺固定板25與行程絲杠22頂端通過軸承相連，不隨絲杠轉動而運動。拉伸行程導軌23起到固定導軌固定安裝板21與拉伸動力螺母臺固定板25的作用，所述關節拉伸動力傳動支撐臂28與所述頭部關節支撐板6、關節分離支撐板7的條狀支撐板或尾部關節支撐板8的底部固定連接；
[0062]其中，上述動物軀體拉伸儀，所述控制按鍵組2包括智能控制核心ARM開發板和用于操控該ARM開發板的控制鍵，所述ARM開發板與所述液晶顯示屏I線路連接，所述ARM開發板包括電源模塊、光電開關模塊、GPIO接口模塊、步進電機驅動器并口接口模塊、以及脈沖線驅動模塊，其中，
[0063]電源模塊，用于提供接口電路的電源；
[0064]光電開關模塊，與電源模塊線路連接，用于限定各動力組件和拉伸組件的運動位置；
[0065]GPIO接口模塊，GPIO—個端口與光電開關模塊線路連接，用于設置拉伸參數；
[0066]步進電機驅動器并口接口模塊，與GPIO另一個端口線路連接，用于連接步進電機；
[0067]脈沖線驅動模塊，與GPIO再一個端口線路連接，用于濾除干擾，所述脈沖線驅動模塊包括施密特觸發器、芯片S3C2440和芯片26LS31，光電開關模塊輸出的信號通過施密特觸發器濾除尖刺干擾后，通過外部中斷EINT3、EINT4通知芯片S3C2440，并在中斷服務程序中采取保護措施，停止PWM (脈沖寬度調制)輸出，以防軀體固定器的拉伸超過限位，芯片26LS31將GPIO接口模塊輸出的脈沖分為差分脈沖信號，增強信號的抗干擾能力。所述保護措施指通過WinCE6.0底層的中斷服務程序(Interrupt Service Routine, ISR)通知系統，并創建中斷服務線程(Interrupt Service Thread, 1ST),在1ST中實現對該中斷的響應。
[0068]如圖5所示，具有上述動物軀體拉伸功能的拉伸儀的實現方法，具體實現方法為:
[0069](I)動物仰臥或俯臥的姿勢固定于所述關節分離支撐板7上，動物的頭部固定于所述頭部關節支撐板6上，動物的尾部固定于所述尾部關節支撐板8上；[0070](2)在所述控制按鍵組2的操控下，利用所述頭部旋轉動力組件4、尾部旋轉動力組件5、頭部關節拉伸組件13、軀體關節拉伸組件9和/或尾部關節拉伸組件10對動物軀體進行旋轉和/或拉伸運動。
[0071]具體實現過程為:
[0072]上述拉伸儀的實現方法，所述控制按鍵組2的實現控制方式為:
[0073](I)ARM開發板的電源模塊通電，對ARM開發板的GPIO接口模塊的模塊信息進行開機上電初始化；
[0074](2)通過控制面板設置GPIO接口模塊的模塊信息，即對拉伸參數進行設置，所述拉伸參數包括拉伸的幅度、時間長度、頻率等生物力學相關的參數；
[0075](3) GPIO接口模塊保存所設置的拉伸參數，并進行計算，得到對應的設置參數；
[0076]因步進電機運行在位置模式下，因而通過控制其輸入的位置脈沖的頻率和脈沖數來控制電機轉動的速度和角度。在ARM9控制板上，通過定時器的PWM模式來輸出脈沖信號，通過設置定時器參數即可 控制脈沖信號頻率、占空比以及脈沖數量，拉伸的角度、速度和時間的計算公式如下:
【權利要求】
1.一種動物軀體拉伸儀，其特征在于:包括液晶顯示屏、控制按鍵組、設備電氣安裝前板、頭部旋轉動力組件、尾部旋轉動力組件、頭部關節支撐板、關節分離支撐板、尾部關節支撐板、軀體關節拉伸組件、尾部關節拉伸組件、設備安裝尾板、拉伸步進電機安裝板和頭部關節拉伸組件，所述液晶顯示屏和控制按鍵組線路連接并分別設置于所述設備電氣安裝前板上，所述頭部旋轉動力組件和尾部旋轉動力組件之間設置有所述頭部關節支撐板、關節分離支撐板和尾部關節支撐板，其中，所述頭部關節支撐板設置于近頭部旋轉動力組件一偵U，所述尾部關節支撐板設置于近尾部旋轉動力組件一側，所述關節分離支撐板設置于所述頭部關節支撐板和尾部關節支撐板之間，該關節分離支撐板為若干個分離設置的條狀支撐板，所述每個條狀支撐板底部固定連接有軀體關節拉伸組件，所述頭部關節支撐板底部固定連接有頭部關節拉伸組件，所述尾部關節支撐板底部固定連接有尾部關節拉伸組件，所述尾部旋轉動力組件固定設置于所述設備安裝尾板上，所述頭部旋轉動力組件固定設置于所述設備電氣安裝前板上，所述軀體關節拉伸組件固定設置于所述拉伸步進電機安裝板上，所述控制按鍵組分別與所述頭部旋轉動力組件、軀體關節拉伸組件和尾部旋轉動力組件線路連接。
2.根據權利要求1所述的動物軀體拉伸儀，其特征在于:還包括設備安裝側板和設備安裝底板，所述設備安裝側板分別固定設置于所述設備電氣安裝前板和設備安裝尾板的兩偵U，所述設備安裝底板固定設置于所述設備電氣安裝前板和設備安裝尾板的底部，所述設備安裝側板與設備安裝底板垂直固定。
3.根據權利要求1所述的動物軀體拉伸儀，其特征在于:所述頭部關節支撐板、關節分離支撐板和尾部關節支撐板位于同一水平面上。
4.根據權利要求1所述的動物軀體拉伸儀，其特征在于:所述頭部旋轉動力組件和尾部旋轉動力組件的具體結構包括旋轉步進電機安裝板、旋轉動力軸、擺動旋轉桿、旋轉用步進電機，所述擺動旋轉桿上部與所述旋轉動力軸固定連接，所述旋轉動力軸與所述旋轉步進電機安裝板軸動連接，所述旋轉用步進電機與所述旋轉步進電機安裝板固定連接，其中，所述旋轉步進電機安裝板與所述設備電氣安裝前板或所述設備安裝尾板固定連接，所述擺動旋轉桿下部與所述頭部關節支撐板或尾部關節支撐板固定連接。
5.根據權利要求1所述的動物軀體拉伸儀，其特征在于:所述頭部關節拉伸組件、軀體關節拉伸組件和尾部關節拉伸組件的具體結構包括拉伸用步進電機、導軌固定安裝板、行程絲杠、拉伸行程導軌、拉伸動力螺母臺、拉伸動力螺母臺固定板、拉伸最低行程位置開關、拉伸最高行程位置開關和關節拉伸動力傳動支撐臂，所述拉伸用步進電機與所述導軌固定安裝板固定連接，所述行程絲杠穿過所述導軌固定安裝板和拉伸動力螺母臺固定板，并分別與該導軌固定安裝板和拉伸動力螺母臺固定板活動連接，所述行程絲杠下端與所述拉伸用步進電機固定連接，該行程絲杠上端與所述拉伸動力螺母臺固定連接，所述拉伸動力螺母臺固定于所述關節拉伸動力傳動支撐臂一側，從而使關節拉伸動力傳動支撐臂隨行程絲杠進行運動，所述拉伸行程導軌分別與所述導軌固定安裝板和拉伸動力螺母臺固定板垂直固定連接，所述拉伸最低行程位置開關與所述導軌固定安裝板固定連接，所述拉伸最高行程位置開關與所述拉伸動力螺母臺固定板固定連接，所述關節拉伸動力傳動支撐臂與所述頭部關節支撐板、關節分離支撐板的條狀支撐板或尾部關節支撐板的底部固定連接。
6.根據權利要求1所述的動物軀體拉伸儀，其特征在于:所述頭部關節支撐板和關節分離支撐板上設有固定用缺口，用來滿足柔性固定需求，所述柔性固定是指頭部關節支撐板和關節分離支撐板上分別設置有用于固定頭部和四肢的軟性繩類材質固定物，所述關節分離支撐板的中部為用于放置動物軀體的凹面結構。
7.根據權利要求1所述的動物軀體拉伸儀，其特征在于:所述關節分離支撐板的相鄰的條狀支撐板之間采用卡扣機構進行組裝。
8.根據權利要求1所述的動物軀體拉伸儀，其特征在于:所述控制按鍵組包括智能控制核心ARM開發板和用于操控該ARM開發板的控制鍵，所述ARM開發板與所述液晶顯示屏線路連接，所述ARM開發板包括電源模塊、光電開關模塊、GPIO接口模塊、步進電機驅動器并口接口模塊、以及脈沖線驅動模塊，其中， 電源模塊，用于提供接口電路的電源； 光電開關模塊，與電源模塊線路連接，用于限定各動力組件和拉伸組件的運動位置； GPIO接口模塊，GPIO—個端口與光電開關模塊線路連接，用于設置拉伸參數； 步進電機驅動器并口接口模塊，與GPIO另一個端口線路連接，用于連接步進電機； 脈沖線驅動模塊，與GPIO再一個端口線路連接，用于濾除干擾。
9.具有權利要求1所述動物軀體拉伸功能的拉伸儀的實現方法，其特征在于:具體實現方法為: (1)動物仰臥或俯臥的姿勢固定于所述關節分離支撐板上，動物的頭部固定于所述頭部關節支撐板上，動物的尾部固定于所述尾部關節支撐板上；` (2)在所述控制按鍵組的操控下，利用所述頭部旋轉動力組件、尾部旋轉動力組件、頭部關節拉伸組件、軀體關節拉伸組件和/或尾部關節拉伸組件對動物軀體進行旋轉和/或拉伸運動。
10.根據權利要求9所述的拉伸儀的實現方法，其特征在于:所述控制按鍵組的實現控制方式為: (1)ARM開發板的電源模塊通電，對ARM開發板的GPIO接口模塊的模塊信息進行開機上電初始化； (2)通過控制面板設置GPIO接口模塊的模塊信息，即對拉伸參數進行設置； (3)GPIO接口模塊保存所設置的拉伸參數，并進行計算，得到對應的設置參數； (4)打開光電開關模塊，脈沖線驅動模塊濾除干擾后，步進電機驅動器并口接口模塊接收到GPIO接口模塊傳輸的設置參數，控制步進電機提供相應的動力，通過所述頭部旋轉動力組件、尾部旋轉動力組件、頭部關節拉伸組件、軀體關節拉伸組件和/或尾部關節拉伸組件帶動相應支撐板進行旋轉和/或拉伸運動，時時拉伸參數通過液晶顯示屏進行顯示，直至拉伸完成，等待下次拉伸設置。
【文檔編號】A61B19/00GK103494654SQ201310478882
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年10月14日 優先權日:2013年10月14日
【發明者】吳金鵬, 呂恒勇, 龔智勇, 胡甜甜, 李迎新 申請人:中國醫學科學院生物醫學工程研究所